2017 Fiscal Year Research-status Report
Effects of high hydrostatic pressure on physical and cooking properties of barley flour
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17K00811
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
上野 茂昭 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (80410223)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高圧処理 / 大麦粉 / 粘度 / デンプン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大麦は水溶性食物繊維（βグルカン）を多く含み，コレステロール低減作用および心疾患予防効果などの高い健康機能性を有する．しかし，小麦粉の3倍ほどの高い粘度を示すことから調理加工性が低く，大麦粉の利用拡大の障壁となっている．本研究では非加熱処理である超高圧処理を大麦粉に適用し，デンプンを主とした大麦粉の構成成分の物理化学変化により，高βグルカン大麦粉の品質制御技術を開発することを目的とした．
βグルカン含量の異なる2 種類の大麦粉（埼玉県栽培指定品種の高βグルカン品種「もっちりぼし」，飲料用低βグルカン品種）を試料として選択した．これらの大麦粉に等量の水を加えた大麦粉生地を調製し，真空包装後20℃で10分間の高圧処理（200～600 MPa）を施した．高圧処理後の大麦粉試料について，RVAを用いて物性を測定するとともに，顕微鏡でデンプン構造を観察した．またβグルカン含量およびデンプン損傷率を評価した．
大麦粉に550MPaおよび600MPaの圧力を加えることで，粘度が低下した．その原因がデンプン構造にあると考え，顕微鏡を用いて観察したころ，橙色に染色されるアミロペクチンで構成されたデンプン粒は，400MPaおよび600MPaの試料でひびや割れが認められた．
これはアミロペクチンが形成する結晶構造が，高圧処理によって破壊されたためと考えられた．続いて，高圧処理によるデンプンへの影響を明らかにするために，酵素法を用いてデンプン損傷率を測定した．その結果，デンプン損傷率は500～600 MPaの圧力領域で増加した．デンプンが損傷を受け，粘度が低下した大麦粉試料のβグルカン含量を測定したところ，いずれの圧力領域においてもβグルカン含量は未処理試料と同等であった．以上より高圧処理を用いて，非加熱かつβグルカン含量を変化させることなく，大麦粉の粘度を制御可能であることが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書においては，H29年度は「高βグルカン大麦粉の粘度低下技術の開発」として，圧力条件の検討および物理科学特性の評価を計画していた．試料は，βグルカン含量の異なる2 種類の大麦粉（埼玉県栽培指定品種の高βグルカン品種「もっちりぼし」，飲料用低βグルカン品種）を選択した．また申請書に従って，高圧大麦粉試料の物理特性として，粘度計（ラピッドビスコアナライザーRVA4，Foss 社）を用いて昇温プログラム下において粘度測定を行った．また，デンプンの顕微鏡観察についても計画通りに行った．現在，これらの成果を投稿論文として準備中である．以上より，おおむね順調に進展していると評価できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
高圧処理を用いて，非加熱かつβグルカン含量を変化させることなく，大麦粉の粘度を制御可能であることが分かった．これらの高圧処理を施した試料について，その適用性を評価することを今後の第一課題とする．
具体的には，まず溶解度および膨潤力を測定する．これらの指標は大麦粉のみならず粉体を食品工業に応用する際に，製品品質の尺度のひとつとして利用されている．また，大麦粉の粘度低下メカニズムを明らかにするために，X線を用いた構造解析を行う．
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| Causes of Carryover |
大麦粉の粘度低下のメカニズムを解明するためには，デンプン以外の成分分析が不可欠となる．H29年度においては，デンプン以外の成分について，多成分を同時に測定可能であるLCMSを購入させて頂いた．この装置は，MSのみならずフォトダイオードアレイを装備している．本装置を購入する際，運送・設置の点で当初計画よりも低価格で行うことが出来たため，次年度使用額が生じた．次年度使用額は，本研究成果の公開（論文投稿，学会発表）に用いる予定である．
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